När magnetiska material är nanometriska åtminstone i en dimension, yteffekten dominerar ofta det statiska och transportbeteendet på grund av den begränsade långväga ordningen och trasig översättningssymmetri. Störningarna i spin-spin-korrelationslängden och operfekta spinnkoordinationsstrukturer gör lågdimensionella magnetiska material till en idealisk plattform för att utforska magnetism i reducerade dimensioner. Material med låg dimension, särskilt de i tvådimensionella (2-D) utgör en konceptuell plattmark för mekaniskt flexibel, tekniska och biokompatibla enheter med komplexa funktioner via ett mönstrings- eller monteringssätt till integrerade objekt.

Som en typisk antiferromagnetisk ordning med två subgitter, fluorider av rutiltyp MF ₂ (M=Mn, Fe, och Co) har visat sig vara mycket användbara i samband med antiferromagnetisk spintronik, speciellt i THz-området med optisk manipulation. Dock, det är fortfarande en utmaning att initiera och upprätthålla lösningsbearbetbarheten av fluorider på en förutsägbar, kontrollerat och deterministiskt sätt, lämnar en del lärorik information otydlig, som hur storlekseffekten spelar roll, och hur det subtila samspelet mellan ytspinnarrangemanget och fasövergångarna fungerar.

I en ny forskningsartikel publicerad i Beijing-baserade National Science Review , forskare från Peking University, Shenzhen -universitetet och National Institute for Materials Science (NIMS) rapporterar ett asymmetriskt passiveringsförslag för att kontrollera dimensionen av fluorid -nanokristaller. I sina protokoll, fyra typer av ytaktiva ämnen, dvs oljesyra (OAc), oleylamin (OAm), tetraetylenpentamin (TEPA) och oleylalkohol (OAl) utvärderas genom metoder för densitetsfunktionella teorier (DFT) för att klargöra deras roll i att kontrollera tillväxtsättet.

"Enligt beräkningsresultaten ett prioriterat tak på (001) aspekt finns i alla de utvärderade molekylerna, avslöjar att tillväxtriktningen för c-axeln är förhindrad. Förutom, den asymmetriska adsorptionen av {110} fasetter med efterföljande blockering fungerar som ursprunget för stavbildning i en riktning vinkelrätt mot (110) eller (1-10) fasett när OAc, OAm- och OAl-molekyler används, ", förklarar forskarna.

"De experimentella resultaten överensstämmer väl med teoretiska förutsägelser, där FeF ₂ nanokristaller med väldefinierade kristallina orienteringar erhålls, "tillägger de.

Författarna introducerade vidare högupplöst röntgenfotoelektronspektrum, rekylfri 57Fe Mössbauer-spektrometri, högvinklad ringformig mörkfältskanningselektronmikroskopi och deras motsvarande elementkartor, och elektronenergiförlustspektroskopi för att särskilja yt- och fasinformationen. Ett möjligt sätt att fånga syre har verifierats, vilket i hög grad påverkar systemets magnetiska beteende.

"Ett kluster spin-glasliknande ytskikt identifieras från den störda translationssymmetrin vid ytan, som utövar ett fast FM-moment på AFM-kärnan. Avvikande positiv utbytesförskjutning HE och förbättrad magnetisk fasövergångstemperatur observeras på grund av interaktionerna mellan fästa FM -ögonblick och de tillhörande parametrarna för strukturell ordning, som är kvalificerad inom ramen för Landau-teorin, " konstaterar forskarna.

"Dessa nanokristaller av fluorider av hög kvalitet är starka kandidater för flexibla antiferromagnetiska enheter och sensorer, " lägger de till.

"Dessutom, vi tror att detta tillvägagångssätt med anisotrop riktning av odlingsprocessen kommer att bana väg för lösningssyntesen av andra lågdimensionella halidnanokristaller för framväxande spintronik, såsom 2-D FeCl ₂ och CrI ₃ ." förutspår forskarna.